[发明专利]一种球扁钢双孔模挤压成型方法

说明书

本发明公开了一种球扁钢双孔模挤压成型方法。热挤压工艺操作步骤为：模具设计与制作→坯料加工→坯料加热（环形炉预热+感应炉加热）→热挤压→矫直。在一个挤压模承载面上加工两个球扁钢形模孔的设计；为降低扭曲或弯曲并保证挤压出的球扁钢不会顶撞出料设备设施，增加了出料引导管；采用了有限元模拟方法优化设计挤压模具和挤压工艺，预测了挤压载荷。采用本发明方法制造出的球扁钢满足GB/T 9945‑2001《热轧球扁钢》表面和尺寸要求，探索了除热轧方法外的一种更为合理的热挤压成型方法。

技术领域

本发明涉及一种球扁钢双孔模挤压成型方法，具体涉及一种奥氏体不锈钢球扁钢的双孔模热挤压工艺，属于不锈钢型材加工技术领域。

背景技术

球扁钢是一种主要应用于造船领域的型材，采用与相连板材相同厚度与材质的球扁钢通常作为骨材（也称筋骨或龙骨）使用。

扬州诚德钢管有限公司申请的中国发明专利《球扁钢生产新工艺》（申请号200810019252.3）和日照钢铁控股集团有限公司申请的中国发明专利《一种球扁钢生产工艺》（申请号200610134469.X ）均采用了轧制工艺方法制造球扁钢。

攀钢集团下属公司江油长城特殊钢有限公司申请的中国发明专利《采用热挤压生产球扁钢的方法》（专利号201310692735.0）中提到了热挤压方法生产球扁钢工艺，但从专利的详细内容来看，未明确提出采用的是何种挤压模设计方法，且未对挤压出料设备设施做出创新性改进。

攀钢集团下属公司江油长城特殊钢有限公司申请的中国发明专利《球扁钢的生产方法》（专利号201610257108.8）提到的球扁钢的挤压生产方法中，明确指出了模具设计是采用两个球头孔型和一个腹板孔型的方法，但未对挤压出料设备设施做出创新性改进。

采用热轧工艺生产出来的球扁钢存在不同区域性能不均匀（球头和扁钢部分性能不一）问题，另外，轧制工艺方法变形道次多且成本高。

发明内容

本发明旨在提供一种球扁钢双孔模挤压成型方法，区别于传统轧制工艺的双孔模挤压工艺方法，所生产出的球扁钢的球头和扁钢部分性能均匀、产品弯曲度小、尺寸和表面技术满足要求。

本发明提供的热挤压成型工艺具有大变形比、一道次成型、性能均匀、表面光洁度高、制造成本低等优点。GB/T 9945-2001《热轧球扁钢》中要求球扁钢尺寸如表1所示，弯曲度≤3mm/m，总弯曲度不大于长度的0.3%，不能有明显扭转，图1为球扁钢形状及关键尺寸。

表1.球扁钢公称尺寸及公差

为满足产品关键尺寸、表面、弯曲度和均匀性能的要求，本发明提供的球扁钢双孔模挤压成型方法，设计工艺流程为挤压模型设计→关键模具设计与制作→坯料加工→坯料加热（环形炉预热+感应炉加热）→润滑→热挤压工艺设计，因采用双孔模设计，考虑到挤出产品的弯曲和扭转以及对出料设备的保护，设计了出料引导。

具体成型方法如下：

（1）建立挤压模型

球扁钢挤压模型，包含了挤压坯料、工模具系统、出料系统，其中出料系统增加了出料引导管；

（2）关键模具设计与制作

工模具系统包含挤压杆、挤压垫、挤压筒、双孔挤压模、挤压模垫、挤压模套、第一挤压模支撑和第二挤压模支撑；挤压筒为中空结构，挤压坯料位于筒内，挤压杆与坯料之间设有挤压垫，挤压筒端部依次连接双孔挤压模、挤压模垫、第一挤压模支撑、第二挤压模支撑，双孔挤压模、挤压模垫外侧设有挤压模套；

第二挤压模支撑另一侧连接引导管，引导管出口端为出料辊道；

本发明涉及到了球扁钢挤压工艺方法，挤压模孔设计为背靠背双孔球扁钢形方式，